JP2009244546A - Color filter substrate and liquid crystal display device using the same - Google Patents

Color filter substrate and liquid crystal display device using the same Download PDF

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JP2009244546A JP2008090230A JP2008090230A JP2009244546A JP 2009244546 A JP2009244546 A JP 2009244546A JP 2008090230 A JP2008090230 A JP 2008090230A JP 2008090230 A JP2008090230 A JP 2008090230A JP 2009244546 A JP2009244546 A JP 2009244546A
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Yoshinori Nagasaki
能徳 長崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To compensate for phase difference variation of transmitted light of each colored pixel caused by both optical anisotropy by a material composing a colored pixel and wavelength dispersibility in refractive index of a liquid crystal material by adjusting only a phase difference control layer of a color filter substrate having a colored pixel layer on a transparent substrate and the phase difference control layer containing a liquid crystalline compound over the colored pixel layer. <P>SOLUTION: The color filter substrate is characterized in that the phase difference control layer irradiates an ultraviolet-curing type liquid crystalline compound with ultraviolet rays through a photomask having a full-light-shield area and a full-transmission area, and a half-light-shield area of 0 to 40% in light transmissivity for a wavelength of 300 to 340 nm, 5 to 80% for 340 to 370 nm, and 20 to 100% for 370 to 500 nm to contain a liquid crystalline compound which is different in degree of orientation by colors of the colored pixel layer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶ディスプレイの視野角特性を向上するための液晶位相差制御層を具備するカラーフィルタ基板に関するものである。   The present invention relates to a color filter substrate having a liquid crystal phase difference control layer for improving viewing angle characteristics of a liquid crystal display.

液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイなどの種々のタイプのディスプレイが実用化されているが、これらのディスプレイには、位相差制御層が直線偏光板と組み合わせられて使用されていることが多い。例えば、直線偏光板と1/4波長位相差板、1/2波長位相差板、1/4波長位相差板と円偏光版、および直線偏光板を組み合わせた円偏光板のいずれかの組み合わせを、ディスプレイの観察側に設けることにより、外光反射を防止して表示のコントラストの向上を達成している。また、反射型液晶ディスプレイ、もしくは半透過半反射液晶ディスプレイには、液晶分子の光遮光効果を高めるために、円偏光板、もしくは楕円偏光板が使用されている。   Various types of displays such as liquid crystal displays, plasma displays, and organic EL displays have been put into practical use. In these displays, a retardation control layer is often used in combination with a linear polarizing plate. For example, any combination of a linear polarizing plate and a quarter-wave retardation plate, a half-wave retardation plate, a quarter-wave retardation plate and a circular polarizing plate, and a circular polarizing plate combining a linear polarizing plate By providing it on the viewing side of the display, external light reflection is prevented and display contrast is improved. In addition, in a reflective liquid crystal display or a transflective liquid crystal display, a circularly polarizing plate or an elliptically polarizing plate is used to enhance the light shielding effect of liquid crystal molecules.

さらにまた、超捻れネマチックモード(STN)液晶ディスプレイの色補償や視野角特性を改善するためにも、位相差板が利用されている。特に近年、高コントラストな表示が可能な垂直配向モード(MVA)液晶ディスプレイでは、光軸が基板に垂直で、負の複屈折異方性を有する位相差フィルム(負のCプレート)と、光軸が基板に水平で、正の複屈折異方性を有する位相差フィルム(正のAプレート)が併用されている。(例えば、特許文献1参照)。   Furthermore, a phase difference plate is used to improve color compensation and viewing angle characteristics of a super twisted nematic mode (STN) liquid crystal display. Particularly in recent years, in a vertical alignment mode (MVA) liquid crystal display capable of high-contrast display, a retardation film (negative C plate) having an optical axis perpendicular to the substrate and having negative birefringence anisotropy, and an optical axis Is a phase difference film (positive A plate) which is horizontal to the substrate and has positive birefringence anisotropy. (For example, refer to Patent Document 1).

上記文献1における位相差制御の通常の方法は、通常ポリカーボネートフィルム等の高分子フィルムを延伸したものかもしくは複屈折異方性を有する液晶材料をトリアセチルセルロースフィルム等に全面塗布した上で固化した位相差制御フィルムが用いられている。   The usual method for controlling the phase difference in the above-mentioned document 1 is that a polymer film such as a polycarbonate film is usually stretched or a liquid crystal material having birefringence anisotropy is applied to the entire surface of a triacetyl cellulose film and then solidified. A retardation control film is used.

しかしながら、上記の方法で製造する位相差制御フィルムでは、その位相差値は面内では均一に保たれているが、実際に必要なのは着色画素ごとの最適な位相差値の設定であって、したがって、必ずしも最適な位相差の補償が行われているわけではない。   However, in the retardation control film manufactured by the above method, the retardation value is kept uniform in the plane, but what is actually required is the setting of the optimum retardation value for each colored pixel. However, the optimum phase difference is not necessarily compensated.

一つには、液晶の屈折率そのものが透過光に対して波長依存性を持つため、カラーフィルタを構成する各着色画素に応じて要求される位相差値も異なるということが挙げられる。これに対しては、透過光の波長域に応じて位相差値を制御し位相差補償をより最適に行う試みが、特許文献2に開示されている。   For example, since the refractive index of the liquid crystal itself has a wavelength dependence with respect to the transmitted light, the required phase difference value differs depending on each colored pixel constituting the color filter. For this, Patent Document 2 discloses an attempt to perform phase difference compensation more optimally by controlling the phase difference value in accordance with the wavelength range of transmitted light.

しかしながら、実際には上記の対策を講じただけでは、斜め方向から黒表示を観察すると、赤色あるいは青色の漏れ光が観察され、位相差補償が完全に行われていないという問題がある。   However, in practice, when the above measures are taken, there is a problem that when black display is observed from an oblique direction, red or blue leakage light is observed, and phase difference compensation is not completely performed.

これは、赤色、緑色および青色の各着色画素に用いられる着色顔料が光学的な異方性を有していること、さらにその異方性の程度が顔料の種類によって異なることによるものである。通常、光学設計は緑色を中心として行われるため、赤色・青色と緑色カラーフィルタ層の位相差値が正負に大きく異なると、上記のように赤色と青色の漏れ光が生じてしまうのである。   This is because the colored pigments used in the red, green and blue colored pixels have optical anisotropy, and the degree of anisotropy varies depending on the type of pigment. Usually, since optical design is performed centering on green, if the phase difference values of the red / blue and green color filter layers are significantly different from each other in positive and negative, red and blue leakage light occurs as described above.

また、特許文献3には、カラーフィルタを構成する各着色画素の厚みを各色ごとになるように形成し、その上に液晶性高分子からなる位相差制御層を、カラーフィルタ層と位相差制御層の合計の厚みが一定になるよう積層し、3色の表示画素に応じた位相差量をもた
せた位相差制御層を具備するカラーフィルタが開示されている。この方法にあっては、位相差制御層の単位の厚さ当りの位相差は一定であって、位相差の違いは位相差制御層の厚みに比例して発現するため、厚みの制御が非常に重要である。
In Patent Document 3, the thickness of each color pixel constituting the color filter is formed so as to correspond to each color, and a phase difference control layer made of a liquid crystalline polymer is formed on the color filter layer and the phase difference control. A color filter is disclosed that includes a phase difference control layer that is laminated so that the total thickness of the layers is constant and has a phase difference amount corresponding to display pixels of three colors. In this method, the retardation per unit thickness of the retardation control layer is constant, and the difference in retardation is expressed in proportion to the thickness of the retardation control layer. Is important to.

しかしながら、上記の構成では、膜厚段差のあるカラーフィルタ層上にカラーフィルタ層と位相差制御層の厚みが一定となるように位相差制御層を形成する必要があり、この工法自体が甚だ困難なこと、また、カラーフィルタ層の膜厚も厳密に制御する必要があることから、カラーフィルタの設計の自由度が制限される、あるいはカラーフィルタの製造難度が上昇するといった問題があった。
特開平10-153802号公報(第12-13頁、図54) 特開2005-148118号公報 特開2005-24919号公報
However, in the above configuration, it is necessary to form the retardation control layer on the color filter layer having a thickness difference so that the thicknesses of the color filter layer and the retardation control layer are constant, and this method itself is extremely difficult. In addition, since it is necessary to strictly control the thickness of the color filter layer, there is a problem that the degree of freedom in designing the color filter is limited or the manufacturing difficulty of the color filter is increased.
JP-A-10-153802 (pages 12-13, FIG. 54) JP-A-2005-148118 JP 2005-24919 A

そこで 、本発明の課題は、着色画素を組成する材料の光学的異方性と液晶材料の屈折率の波長分散性の両方によって引き起こされる着色画素ごとの透過光の位相差変化を、液晶材料からの寄与だけを位相差制御層により補償するのではなく、また着色画素層からの寄与を両者の膜厚に着目して精密に制御することで補償するものでもなく、位相差制御層の位相差量を各着色画素に対応する部位ごとに厚みによらずに調整することで位相差補償を十分にかつ容易に実現する手段の提供である。すなわち、位相差制御層の調整だけで、着色画素を組成する材料による光学的異方性と液晶材料の屈折率の波長分散性の両方によって引き起こされる位相差変化を、着色画素ごとに補償したカラーフィルタ基板の提供である。   Therefore, an object of the present invention is to change the phase difference of transmitted light for each colored pixel caused by both the optical anisotropy of the material composing the colored pixel and the wavelength dispersion of the refractive index of the liquid crystal material from the liquid crystal material. The phase difference of the phase difference control layer is not compensated not only by the phase difference control layer, but also by the precise control of the contribution from the colored pixel layer by paying attention to the film thicknesses of both. The present invention provides means for realizing phase difference compensation sufficiently and easily by adjusting the amount for each portion corresponding to each colored pixel without depending on the thickness. That is, a color that compensates for each color pixel by changing the phase difference caused by both the optical anisotropy due to the material composing the colored pixel and the wavelength dispersion of the refractive index of the liquid crystal material only by adjusting the phase difference control layer. A filter substrate is provided.

本発明の請求項1の発明は、透明基板上に着色画素層、該着色画素層の下部または上部に液晶化合物を含む位相差制御層を備えたカラーフィルタ基板において、前記位相差制御層が、全遮光領域と全透過領域、および光透過率が波長300〜340nmにおいて0〜40%、340〜370nmにおいて5〜80%、370〜500nmにおいて20〜100%となる半遮光領域とを有するフォトマスクを介して、紫外線を前記着色画素層の下部または上部に塗布された紫外線硬化型液晶化合物に対し照射し、前記着色画素層の着色色ごとに配向の程度が異なる液晶化合物を含むようにしたことを特徴とするカラーフィルタ基板である。   The invention of claim 1 of the present invention is a color filter substrate comprising a colored pixel layer on a transparent substrate and a retardation control layer containing a liquid crystal compound below or above the colored pixel layer, wherein the retardation control layer comprises: A photomask having a total light-shielding region and a total light-transmitting region, and a semi-light-shielding region having a light transmittance of 0 to 40% at wavelengths of 300 to 340 nm, 5 to 80% at 340 to 370 nm, and 20 to 100% at 370 to 500 nm UV light is applied to the UV curable liquid crystal compound applied to the lower part or the upper part of the colored pixel layer, and the liquid crystal compound having a different degree of orientation for each color of the colored pixel layer is included. The color filter substrate characterized by the above.

かかる構成のマスクを使用することにより、位相差制御層を組成する液晶性材料の配向状態を変化させることで単位の厚み当たりの位相差変化を誘起できる。   By using the mask having such a configuration, a change in retardation per unit thickness can be induced by changing the alignment state of the liquid crystalline material composing the retardation control layer.

本発明の請求項2の発明は、 上記紫外線硬化型液晶化合物は、少なくともサーモトロピック性を示し、かつ重合および/または架橋可能な官能基を有した液晶化合物、光および/または熱重合開始剤を含むことを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ基板である。   According to a second aspect of the present invention, the ultraviolet curable liquid crystal compound comprises at least a thermotropic liquid crystal compound having a polymerizable and / or crosslinkable functional group, a light and / or thermal polymerization initiator. The color filter substrate according to claim 1, further comprising:

かかる材料組成とすることで単位の厚み当たりで異なる位相差値の場所ごとの固定化が容易に実現できる。   By adopting such a material composition, it is possible to easily realize fixing of different retardation values for each location per unit thickness.

本発明の請求項3の発明は、 請求項1または請求項2に記載のカラーフィルタ基板を用いたことを特徴とする液晶表示装置である。   A third aspect of the present invention is a liquid crystal display device using the color filter substrate according to the first or second aspect.

以上、本発明によれば、駆動用液晶と着色用材料に起因する位相差変化の違いを、着色
層と位相差制御層の双方の厚みを調整することで補償するのではなく、位相差制御層の単位の厚みの当たりの位相差値を着色画素の部位ごとに調整するので、着色画素ごとに最適な位相差量の実現が容易となり、厚みの制御にともなう製造工程の負荷を大きく低減することが可能となる。その結果、カラーフィルタを構成する着色画素の膜厚設定、材料選択の自由度が高くなるので、こうして得られるカラーフィルタを使用することで表示画質の優れた液晶ディスプレイを提供できる。
As described above, according to the present invention, the difference in retardation due to the driving liquid crystal and the coloring material is not compensated by adjusting the thicknesses of both the coloring layer and the retardation control layer, but the retardation control. Since the retardation value per unit thickness of the layer is adjusted for each colored pixel portion, it is easy to realize an optimum amount of retardation for each colored pixel, and the load of the manufacturing process accompanying the thickness control is greatly reduced. It becomes possible. As a result, the thickness of the colored pixels constituting the color filter and the degree of freedom in selecting the material are increased. Therefore, by using the color filter thus obtained, a liquid crystal display with excellent display image quality can be provided.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例について説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明のカラーフィルタ基板について、構成材料の順で説明する。以下では、透明基板上に着色画素層を形成し、さらに上記液晶化合物を積層してなる液晶位相差層を形成したカラーフィルタ基板を例に説明する。   First, the color filter substrate of the present invention will be described in the order of constituent materials. In the following, a color filter substrate in which a colored pixel layer is formed on a transparent substrate and a liquid crystal retardation layer formed by laminating the liquid crystal compound is described as an example.

図1に、本発明になる液晶位相差層を具備するカラーフィルタ基板の構成を断面図として示した。これは、透明な基板2上の非画素部に相当する位置に遮光性素材からなるブラックマトリックス3が形成されており、ブラックマトリックス3の各々の開口部に相当する位置には、いずれも光透過性である赤色パターン4R、緑色パターン4G、および青色パターン4Bの各色パターンが配列した着色画素層4が形成されており、さらに着色画素層4上には、液晶化合物を含む液晶位相差層が画素ごとに5R、5G、5Bとして積層された構造を有するものである。本カラーフィルタ基板においては、液晶化合物は液晶化合物の配向の程度に差がある状態で固定化されており、配向の程度を異ならせしめることで、当該液晶層の複屈折率に差を生じせしめ、ひいては位相差量もそれぞれ異なる値となっている。例えば、液晶分子がほぼ完全に配向した状態であれば複屈折性が強く、即ち位相差値としては大きくなり、逆に配向の程度が低い状態であれば複屈折性は弱く、即ち位相差値としては小さくなる。また、液晶の配向の程度が低い状態の極限として、液晶化合物を無配向の状態で定着化させてもよく、この場合は光学的に略等方となり、該液晶位相差領域は実質的に位相差が生じなくなるため単なる透明層として作用する。   FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a color filter substrate having a liquid crystal retardation layer according to the present invention. This is because a black matrix 3 made of a light-shielding material is formed at a position corresponding to a non-pixel portion on the transparent substrate 2, and light transmission is possible at each position corresponding to each opening of the black matrix 3. The colored pixel layer 4 in which the respective color patterns of the red pattern 4R, the green pattern 4G, and the blue pattern 4B are arranged is formed, and a liquid crystal retardation layer containing a liquid crystal compound is formed on the colored pixel layer 4 Each has a structure in which 5R, 5G, and 5B are stacked. In this color filter substrate, the liquid crystal compound is fixed in a state where there is a difference in the degree of orientation of the liquid crystal compound, and by making the degree of orientation different, a difference is caused in the birefringence of the liquid crystal layer, As a result, the phase difference amounts are also different values. For example, if the liquid crystal molecules are almost perfectly aligned, the birefringence is strong, that is, the retardation value is large. Conversely, if the degree of orientation is low, the birefringence is weak, that is, the retardation value. As it becomes small. Further, as a limit of a state where the degree of alignment of the liquid crystal is low, the liquid crystal compound may be fixed in an unaligned state. In this case, the liquid crystal is approximately isotropic, and the liquid crystal retardation region is substantially positioned. Since no phase difference occurs, it acts as a simple transparent layer.

本発明のカラーフィルタ基板にあっては、液晶位相差層は、液晶化合物に対し、部分部分で異なる透過率を有するフォトマスクを介して紫外線〜可視光線を照射することで、配向の程度の異なる液晶位相差層を複数領域にわたり一括にて形成される。即ち、照射光がほとんど透過する全透過領域に対応した部位の液晶化合物層領域では、配向の程度は高く、逆に照射光が遮断される全遮光領域に対応した部位の液晶化合物層領域では光学的に略等方となる。一方、その中間である半透過領域に対応した部位の液晶化合物層領域においては、短波長側の紫外線が選択的にカットされるため配向の程度は、全透過領域に対応した液晶化合物層領域と全遮光領域に対応した液晶化合物層領域との中間値を得ることが可能となる。配向の程度が異なることで単位の厚み当たりの位相差が異なるものとなる。   In the color filter substrate of the present invention, the liquid crystal retardation layer has different degrees of orientation by irradiating the liquid crystal compound with ultraviolet to visible light through a photomask having different transmittances in partial portions. The liquid crystal retardation layer is formed in a lump over a plurality of regions. That is, the degree of orientation is high in the liquid crystal compound layer region corresponding to the total transmission region where the irradiation light is almost transmitted, and conversely, the liquid crystal compound layer region corresponding to the total light shielding region where the irradiation light is blocked is optical. It is almost isotropic. On the other hand, in the liquid crystal compound layer region corresponding to the semi-transmission region that is in the middle, ultraviolet rays on the short wavelength side are selectively cut, so the degree of orientation is the same as that of the liquid crystal compound layer region corresponding to the total transmission region. An intermediate value with respect to the liquid crystal compound layer region corresponding to the entire light shielding region can be obtained. The phase difference per unit thickness varies with the degree of orientation.

本発明の最大の特徴は、光透過率が波長300〜340nmにおいて0〜40%、340〜370nmにおいて5〜80%、370〜500nmにおいて20〜100%となる半遮光領域有するフォトマスクを用いて液晶化合物を照射することにある。一般にフォトマスクの遮光部としてはCr薄膜が用いられ、本発明においても同様であるが、半透過領域にはCr薄膜の代わりにITO(インジウムと錫の複合酸化物)薄膜、あるいはTi、Wを含む化合物薄膜、あるいはTi、Moを含む化合物薄膜等を用いることで、広い波長域にわたり透過率の異なる半透過領域を形成することができる。   The most significant feature of the present invention is that a photomask having a semi-light-shielding region having a light transmittance of 0 to 40% at a wavelength of 300 to 340 nm, 5 to 80% at 340 to 370 nm, and 20 to 100% at 370 to 500 nm is used. It is to irradiate a liquid crystal compound. In general, a Cr thin film is used as a light-shielding portion of a photomask, and the same applies to the present invention. By using a compound thin film containing, or a compound thin film containing Ti, Mo or the like, it is possible to form semi-transmissive regions having different transmittances over a wide wavelength range.

また、本発明の液晶位相差層は、少なくともサーモトロピック性を示し、かつ重合および/または架橋可能な官能基を有した液晶化合物、光および/または熱重合開始剤を含む溶液を塗布し、紫外線の照射と加熱を併用して形成することができる。   In addition, the liquid crystal retardation layer of the present invention is coated with a solution containing at least a thermotropic property and having a functional group capable of polymerization and / or cross-linking, a light and / or a thermal polymerization initiator, and ultraviolet rays. Can be formed by using both irradiation and heating.

上記液晶化合物としては、例えば、アルキルシアノビフェニル、アルコキシビフェニル、アルキルターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、フェニルビシクロヘキサン、ピリミジン、シクロヘキサンカルボン酸エステル、ハロゲン化シアノフェノールエステル、アルキル安息香酸エステル、アルキルシアノトラン、ジアルコキシトラン、アルキルアルコキシトラン、アルキルシクロヘキシルトラン、アルキルビシクロヘキサン、シクロヘキシルフェニルエチレン、アルキルシクロヘキシルシクロヘキセン、アルキルベンズアルデヒドアジン、アルケニルベンズアルデヒドアジン、フェニルナフタレン、フェニルテトラヒドロナフタレン、フェニルデカヒドロナフタレンおよびこれらの誘導体、ならびに前記化合物のアクリレートおよびエポキシ変性体などを挙げることができる。   Examples of the liquid crystal compound include alkylcyanobiphenyl, alkoxybiphenyl, alkylterphenyl, phenylcyclohexane, biphenylcyclohexane, phenylbicyclohexane, pyrimidine, cyclohexanecarboxylic acid ester, halogenated cyanophenol ester, alkylbenzoic acid ester, alkylcyanotolane. Dialkoxytolane, alkylalkoxytolane, alkylcyclohexyltolane, alkylbicyclohexane, cyclohexylphenylethylene, alkylcyclohexylcyclohexene, alkylbenzaldehyde azine, alkenylbenzaldehyde azine, phenylnaphthalene, phenyltetrahydronaphthalene, phenyldecahydronaphthalene and their derivatives, and Said compound And the like acrylates and epoxy-modified product.

光重合開始剤は、紫外線などの照射によりラジカル種のような活性種を発生できる化合物であり、具体的には、トリアジン系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤などが挙げられる。熱重合開始剤は熱によって活性種を発生することができる化合物であり、常温、常圧の通常条件で活性を示さず、外部刺激である熱により活性種を発生するいわゆる潜在性熱重合開始剤であり、ジアルキルアリールスルホニウム類、シクロアルキルアリルスルホニウム類、アルキルジアリールスルフォニウム塩、ジアルキルアリールスルホニウム類、トリアリールスルホニウム類、ベンジルピリジニウム類、ベンジルアンモニウム類、ベンジルトリアリールホスホニウム類のテトラフルオロボレート塩、ヘキサフルオロフォスフェート塩、ヘキサフルオロアルセネート塩、テトラフルオロアンチモネート塩などが挙げられる。   The photopolymerization initiator is a compound that can generate active species such as radical species by irradiation with ultraviolet rays or the like. Specifically, a triazine photopolymerization initiator, a carbazole photopolymerization initiator, an imidazole photopolymerization initiator. Borate photopolymerization initiator, acetophenone photopolymerization initiator, benzoin photopolymerization initiator, benzophenone photopolymerization initiator, thioxanthone photopolymerization initiator, and the like. A thermal polymerization initiator is a compound that can generate active species by heat, does not exhibit activity under normal conditions of normal temperature and pressure, and is a so-called latent thermal polymerization initiator that generates active species by heat as an external stimulus. Dialkylarylsulfoniums, cycloalkylallylsulfoniums, alkyldiarylsulfonium salts, dialkylarylsulfoniums, triarylsulfoniums, benzylpyridiniums, benzylammoniums, tetrafluoroborate salts of benzyltriarylphosphoniums, Hexafluorophosphate salts, hexafluoroarsenate salts, tetrafluoroantimonate salts and the like can be mentioned.

発現できる正負の位相差値は液晶の配向状態で決まるが、これは特に限定されるものではなく、例えば、棒状液晶が面内で面に平行になるように揃うホモジニアス配向で得られる正のAプレート、同じく面内に対して垂直となるように揃うホメオトロピック配向で得られる正のCプレート、面内で面に平行にとなりかつ螺旋を巻いたコレステリック配向で得られる負のCプレート、円盤状液晶にあっては面に対して垂直となるように揃うホメオトロピック配向で得られる負のAプレート、面内で面に平行にとなるように揃うホモジニアス配向で得られる正のCプレートなどが挙げられるが、これらに限らず、棒状分子が面内で面に平行にとなりかつ螺旋を巻いていて方位角が偏向した2軸性(正のAプレート/負のCプレートの複合)のものなどにも本発明は適用可能である。   The positive and negative retardation values that can be expressed are determined by the alignment state of the liquid crystal, but this is not particularly limited. For example, positive A obtained by homogeneous alignment in which the rod-like liquid crystal is aligned in parallel with the surface in the plane. Plate, positive C plate obtained by homeotropic alignment which is aligned so as to be perpendicular to the in-plane, negative C plate obtained by cholesteric orientation which is parallel to the surface and wound in a plane, and is disk-shaped In the case of liquid crystal, a negative A plate obtained by homeotropic alignment aligned so as to be perpendicular to the surface, a positive C plate obtained by homogeneous alignment aligned parallel to the surface within the surface, and the like. However, the present invention is not limited thereto, and the biaxiality (composite of positive A plate / negative C plate) in which rod-like molecules are in-plane parallel to the surface and spirally wound to deflect the azimuth angle. Etc. also present invention is applicable.

次に、図2に従い、カラーフィルタ基板上に液晶位相差層を形成する具体的な方法について説明する。   Next, a specific method for forming the liquid crystal retardation layer on the color filter substrate will be described with reference to FIG.

まず、カラーフィルタ基板は、透明基板2上にコントラスト向上のためのブラックマトリックス3を設け(図2(a))、次いで赤(R)、緑(G)、青(B)の着色画素層4R、4G、4Bを形成したもの(図2(b))であり、これを液晶ディスプレイ用のセルとする場合は、さらに透明平坦層、透明導電層、配向膜層を順次積層し、その後薄膜トランジスタを形成した対向基板と対置させ液晶を封入して構成するものである。   First, the color filter substrate is provided with the black matrix 3 for improving the contrast on the transparent substrate 2 (FIG. 2A), and then the colored pixel layer 4R of red (R), green (G), and blue (B). 4G and 4B are formed (FIG. 2B), and when this is used as a cell for a liquid crystal display, a transparent flat layer, a transparent conductive layer, and an alignment film layer are sequentially laminated, and then a thin film transistor is formed. The liquid crystal is encapsulated so as to face the formed counter substrate.

着色画素層4は前記ブラックマトリックス3の開口部に設けられ、通常赤色画素パターン4R、緑色画素パターン4G、および青色画素パターン4Bの3原色からなる画素パターンが所望の位置に配置されたものである。その一般的な製造方法としては、顔料分散法、染料法、電着法、印刷法、転写法やインクジェット方式などが挙げられ、本発明では、それらのいずれの方式により着色樹脂組成物をパターニングしてもよい。   The colored pixel layer 4 is provided in the opening of the black matrix 3, and a pixel pattern composed of three primary colors of a normal red pixel pattern 4R, a green pixel pattern 4G, and a blue pixel pattern 4B is arranged at a desired position. . Examples of the general production method include a pigment dispersion method, a dye method, an electrodeposition method, a printing method, a transfer method, and an ink jet method. In the present invention, the colored resin composition is patterned by any of these methods. May be.

前記着色樹脂組成物の着色剤は、顔料、染料等を使用することができる。本発明では、耐候性に優れる顔料を用いることが好ましい。具体的には、Pigment Red9、19、38、43、97、122、123、144、149、166、168、177、179、180、192、215、216、208、216、217、220、223、224、226、227、228、240、254、Pigment Blue 15、15:6、16、22、29、60、64、Pigment Green7、36、Pigment Yellow 20、24、86、81、83、93、108、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、168、185、 Pigment Orange36、 Pigment Violet23、等を使用することができる。より望ましい色相を得るために2種類以上の材料を混合して用いることができる。   A pigment, dye, etc. can be used for the coloring agent of the said colored resin composition. In the present invention, it is preferable to use a pigment having excellent weather resistance. Specifically, Pigment Red 9, 19, 38, 43, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 179, 180, 192, 215, 216, 208, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 254, Pigment Blue 15, 15: 6, 16, 22, 29, 60, 64, Pigment Green 7, 36, Pigment Yellow 20, 24, 86, 81, 83, 93, 108 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 168, 185, Pigment Orange 36, Pigment Violet 23, and the like. In order to obtain a more desirable hue, two or more kinds of materials can be mixed and used.

前記着色樹脂組成物の熱硬化性樹脂は、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂などから適宜選択して用いることができる。特に耐熱性や耐光性を要求されるカラーフィルタを製造する際には、アクリル樹脂を用いることが好ましい。   The thermosetting resin of the colored resin composition can be appropriately selected from casein, gelatin, polyvinyl alcohol, carboxymethyl acetal, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, melamine resin, and the like. In particular, an acrylic resin is preferably used when manufacturing a color filter that requires heat resistance and light resistance.

前記着色樹脂組成物の溶媒として、具体的には、ジエチレングリコール-n-ブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ペンタエチレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコール-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコール-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコール-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル等を挙げることができる。また、この他にも、溶媒の沸点をより高めるために、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、2-エトキシエチルアセテート、2-ブトキシエチルアセテート、2-メトキシエチルアセテート、2-エトキシエチルエーテル、2-(2-エトキシエトキシ)エタノール、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアセテート、2-(2-ブトキシエトキシ)エチルアセテート、2-フェノキシエタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテル等を用いることが可能である。また、必要に応じて2種類以上の溶媒を混合し、調整したものを用いることができる。   Specific examples of the solvent for the colored resin composition include diethylene glycol-n-butyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, pentaethylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol-n-propyl ether, dipropylene glycol-n. -Butyl ether, tripropylene glycol-n-butyl ether, propylene glycol phenyl ether and the like. In addition, in order to further increase the boiling point of the solvent, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, 2-methoxyethyl acetate, 2 -Ethoxyethyl ether, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate, 2-phenoxyethanol Diethylene glycol dimethyl ether or the like can be used. Moreover, what mixed and adjusted the 2 or more types of solvent as needed can be used.

前記着色樹脂組成物の分散剤は、色素の樹脂への分散を向上させるために用いる。分散剤として、イオン性、非イオン性界面活性剤などを用いることができる。具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどが挙げられる。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して用いることも可能である。   The dispersant for the colored resin composition is used to improve the dispersion of the pigment into the resin. As the dispersant, an ionic or nonionic surfactant can be used. Specific examples include sodium alkylbenzene sulfonate, poly fatty acid salts, fatty acid salt alkyl phosphates, tetraalkyl ammonium salts, polyoxyethylene alkyl ethers, and other organic pigment derivatives and polyesters. One type of dispersant may be used alone, or two or more types of dispersants may be mixed and used.

透明基板2には、硝子基板、石英基板、プラスチック基板等の透明基板材料を使用できる。中でも硝子基板は、透明性、強度、耐熱性、耐候性において優れている。   For the transparent substrate 2, a transparent substrate material such as a glass substrate, a quartz substrate, or a plastic substrate can be used. Among them, the glass substrate is excellent in transparency, strength, heat resistance, and weather resistance.

ブラックマトリックス3は、例えば、金属あるいは金属酸化物の薄膜をスパッタ等の方法により基板上に形成し、それをエッチングなどの手法によりパターニングを施し形成する方法、または感光性樹脂組成物中に顔料あるいは染料などの着色剤を混在させ、これを基板上に感光性樹脂組成物層として形成しフォトリソグラフィー法により形成する方法、さらには黒色顔料、熱硬化性樹脂を溶媒に溶かし、印刷法により形成する方法などで製造できる。   The black matrix 3 is formed, for example, by forming a thin film of metal or metal oxide on a substrate by a method such as sputtering, and patterning it by a method such as etching, or by adding a pigment or A method of forming a photosensitive resin composition layer on a substrate by mixing a colorant such as a dye and forming it by a photolithography method, and further dissolving a black pigment or a thermosetting resin in a solvent and forming it by a printing method. It can be manufactured by a method.

次に、本発明になる液晶位相差層を液晶化合物から製造する方法を説明する。   Next, a method for producing the liquid crystal retardation layer according to the present invention from the liquid crystal compound will be described.

カラーフィルタ基板上に形成された着色画素4上に前述した液晶化合物を含む溶液を塗布する。この際、着色画素4上に液晶配向規制力を発現する層を形成しておく必要がある。例えば、ポリイミド層をラビング処理することで液晶配向規制力を得ることができる。液晶化合物溶液の塗布方法としては、スピンコート法、スリットコート法、凸版、スクリーン、平版などの印刷法、インクジェット法など既知の方法が挙げられる。   A solution containing the above-mentioned liquid crystal compound is applied onto the colored pixels 4 formed on the color filter substrate. At this time, it is necessary to form a layer expressing the liquid crystal alignment regulating force on the colored pixel 4. For example, the liquid crystal alignment regulation force can be obtained by rubbing the polyimide layer. Examples of the application method of the liquid crystal compound solution include known methods such as a spin coating method, a slit coating method, a printing method such as a relief plate, a screen, and a planographic plate, and an ink jet method.

続いて、溶媒を乾燥した後、全透過領域6a、半遮光領域6bおよび全遮光領域6cを有するフォトマスク6を介し(図2(c))、紫外線を照射してパターン露光を行うことで、当該液晶位相差層の配向の程度を制御するものである(図2(d))。なお、このとき照射される紫外線は、全透過領域に対応した液晶層領域の液晶化合物をほぼ完全に配向させるのに十分な照射量とする。これによって、着色画素層4R上の全透過領域に対応した液晶位相差層5Rにおいては、液晶化合物は配向状態をほぼ保ったまま硬化し、着色画素4G上の半透過領域に対応した液晶位相差層5Gでは未硬化成分を残して一部硬化され、着色画素4Bおよびブラックマトリックス3上の全遮光領域に対応した液晶位相差層5Bでは全てが未硬化の液晶状態のままとなる。なお、紫外線の照射量は光重合開始剤の添加量、又は放射線の種類や照度に応じて変わるが、例えば1mJ/cm2〜10000mJ/cm2の範囲であることが好ましい。また、紫外線を照射する雰囲気は窒素雰囲気等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。これにより、酸素の影響を受けずに硬化させ、液晶位相差層5の光学特性を安定させることができる。また、液晶化合物中の光重合開始剤の種類および添加量を適切に設定することで、半透過領域に対応した液晶位相差層5Gの硬化度を調整することが可能である。 Subsequently, after drying the solvent, pattern exposure is performed by irradiating ultraviolet rays through the photomask 6 having the total transmission region 6a, the semi-light-shielding region 6b, and the total light-shielding region 6c (FIG. 2C). It controls the degree of alignment of the liquid crystal retardation layer (FIG. 2 (d)). The ultraviolet ray irradiated at this time is set to an irradiation amount sufficient to align the liquid crystal compound in the liquid crystal layer region corresponding to the total transmission region almost completely. Thus, in the liquid crystal retardation layer 5R corresponding to the entire transmission region on the colored pixel layer 4R, the liquid crystal compound is cured while maintaining the alignment state, and the liquid crystal retardation corresponding to the semi-transmission region on the colored pixel 4G is obtained. The layer 5G is partially cured leaving an uncured component, and the liquid crystal retardation layer 5B corresponding to all the light shielding regions on the colored pixels 4B and the black matrix 3 remains in an uncured liquid crystal state. The irradiation amount of ultraviolet rays addition amount of the photopolymerization initiator, or varies depending on the type and illuminance of the radiation is preferably in the range of, for example, 1mJ / cm 2 ~10000mJ / cm 2 . Moreover, it is preferable that the atmosphere irradiated with ultraviolet rays is an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere. Thereby, it can harden | cure without being influenced by oxygen and the optical characteristic of the liquid crystal phase difference layer 5 can be stabilized. Moreover, it is possible to adjust the curing degree of the liquid crystal retardation layer 5G corresponding to the semi-transmissive region by appropriately setting the type and addition amount of the photopolymerization initiator in the liquid crystal compound.

このように透過率の異なるマスクを介して露光することで、領域ごとに異なる硬化状態を呈する液晶化合物が載置されたカラーフィルタ基板を、次に当該液晶化合物の等方相相転移温度以上に加熱する。すると、全透過領域に対応した液晶位相差層5Rでは、液晶化合物がすでに硬化しているので液晶成分が固定化された高配向状態を保ち、半遮光領域に対応した液晶位相差層5Gでは、未硬化部分に応じた液晶成分の配向が乱れて低配向状態となる。一方、全遮光領域に対応した液晶位相差層5Bでは、液晶成分が等方相に転移して実質的に無配向状態となる。   By exposing through a mask having different transmittances in this way, the color filter substrate on which the liquid crystal compound exhibiting a different cured state is placed in each region is then brought to the isotropic phase transition temperature of the liquid crystal compound or higher. Heat. Then, in the liquid crystal retardation layer 5R corresponding to the entire transmission region, the liquid crystal compound is already cured, so that the liquid crystal component is fixed and kept in a highly aligned state, and in the liquid crystal retardation layer 5G corresponding to the semi-light-shielding region, The alignment of the liquid crystal component corresponding to the uncured portion is disturbed, resulting in a low alignment state. On the other hand, in the liquid crystal retardation layer 5B corresponding to the entire light shielding region, the liquid crystal component transitions to the isotropic phase and becomes substantially non-oriented.

最後に、当該液晶化合物が等方相以上に保たれる以上の温度に維持したまま、基板の全面露光を行うと高配向状態、中〜低配向状態および無配向状態の領域がそのまま重合および/または架橋し固定化される。これによって領域ごとに配向の程度が異なった液晶位相差層を形成することができる。なお、この全面露光を行う場合には、当該液晶化合物が十分に重合および/または架橋されうる十分な照射量を必要とする。   Finally, when the entire surface of the substrate is exposed while maintaining the temperature at which the liquid crystal compound is maintained at or above the isotropic phase, the regions in the high alignment state, the medium to low alignment state, and the non-alignment state are polymerized and / or Alternatively, it is cross-linked and immobilized. As a result, liquid crystal retardation layers having different degrees of orientation in each region can be formed. In addition, when performing this whole surface exposure, the said liquid crystal compound requires sufficient irradiation amount which can fully superpose | polymerize and / or bridge | crosslink.

最後に、このカラーフィルタ基板をより高温に保持して再硬化させ、液晶位相差層5の光学特性を安定化させ、さらに強固な膜とすることも可能である。なおこのときの温度としては100℃〜250℃、高温時の不必要な反応などが懸念される場合にはさらに低い温度であることが望ましい。   Finally, the color filter substrate can be held at a higher temperature and re-cured to stabilize the optical characteristics of the liquid crystal retardation layer 5 and to make the film stronger. The temperature at this time is 100 ° C. to 250 ° C. If there is a concern about unnecessary reactions at high temperatures, a lower temperature is desirable.

これにより、最終的に、各着色画素領域に対応する液晶位相差層領域5R、5G、5Bを有する液晶位相差層が形成されたカラーフィルタが製造される(図3(d))。   Thereby, finally, a color filter in which a liquid crystal retardation layer having liquid crystal retardation layers 5R, 5G, and 5B corresponding to the respective colored pixel regions is formed (FIG. 3D).

このように本実施の形態によれば、複数の着色画素の表示領域に対応し、複数の位相差値を相当の範囲で制御することが可能となり、カラーフィルタ基板の容易かつ安定した製造ができる。また、当該着色画素領域を通過する光の波長域に応じた位相差値を持つように調整されているので、各着色画素領域を通過する光の偏光度にばらつきが生じることがない。さらにいうと斜め方向からの視野角補償が可能なため、斜め方向から見た場合の、カラーシフトを低減し、かつニュートラルな黒色が再現でき、非常に優れた表示特性を得
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to control a plurality of phase difference values within a considerable range, corresponding to a display area of a plurality of colored pixels, and an easy and stable production of a color filter substrate can be achieved. . Further, since the phase difference value is adjusted according to the wavelength range of the light passing through the colored pixel region, there is no variation in the degree of polarization of the light passing through each colored pixel region. Furthermore, since viewing angle compensation from an oblique direction is possible, color shift when viewed from an oblique direction can be reduced, and neutral black can be reproduced, and very excellent display characteristics can be obtained.

以下、実施例を記載するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。また、本実施例で用いる材料は光および熱に対して極めて敏感であるため、自然光などの不要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行うことは言うまでもない。   Hereinafter, although an example is described, the present invention is not limited to the following example. In addition, since the material used in this embodiment is extremely sensitive to light and heat, it is necessary to prevent exposure to unnecessary light such as natural light, and it goes without saying that all operations are performed under a yellow or red light. Yes.

<液晶組成物の調整>
下記組成物からなる混合物を均一になるように攪拌し、液晶組成物(A)を調整した。
重合性液晶
Paliocolor LC 242(BASFジャパン社製) 100重量部
カイラル剤
Paliocolor LC 756(BASFジャパン社製) 9重量部
光重合開始剤
イルガキュア 907(チバスペシャリティケミカルズ社製) 4.5重量部
イルガキュア OXE01(チバスペシャリティケミカルズ社製)0.5重量部
溶媒
1−メトキシ−2−プロピルアセテート 420重量部
下記組成物からなる混合物を均一になるように攪拌し、液晶組成物(B)を調整した。
<Adjustment of liquid crystal composition>
A liquid crystal composition (A) was prepared by stirring a mixture comprising the following composition so as to be uniform.
Polymerizable liquid crystal Palocolor LC 242 (manufactured by BASF Japan) 100 parts by weight chiral agent Paliocolor LC 756 (manufactured by BASF Japan) 9 parts by weight photopolymerization initiator Irgacure 907 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 4.5 parts by weight Irgacure OXE01 ( 0.5 parts by weight of solvent 1-methoxy-2-propyl acetate 420 parts by weight A mixture of the following compositions was stirred uniformly to prepare a liquid crystal composition (B).

重合性液晶 UCL 018(大日本インキ化学工業社製) 100重量部
光重合開始剤
イルガキュア 907(チバスペシャリティケミカルズ社製) 4.3重量部
イルガキュア OXE01(チバスペシャリティケミカルズ社製)0.2重量部
溶媒 1−メトキシ−2−プロピルアセテート 420重量部
Polymerizable liquid crystal UCL 018 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) 100 parts by weight Photopolymerization initiator Irgacure 907 (Ciba Specialty Chemicals) 4.3 parts by weight Irgacure OXE01 (Ciba Specialty Chemicals) 0.2 parts by weight Solvent 420 parts by weight of 1-methoxy-2-propyl acetate

<液晶位相差層の作製>
上記液晶組成物(A)および(B)をスピンコートによりガラス基板上に塗布した。90℃で3分加熱し、次いで、超高圧水銀灯を光源とした紫外線照射装置により、全遮光領域と、全透過領域と、波長300〜500nmにおける光透過率が図3〜図6で示される半遮光領域とを有するフォトマスクA〜Dを介して200mJ/cm2の照射量にて露光を行った。なお、露光工程においては、大気中の酸素による重合阻害が生じないよう、窒素雰囲気下にて実施した。
<Preparation of liquid crystal retardation layer>
The liquid crystal compositions (A) and (B) were applied on a glass substrate by spin coating. The mixture was heated at 90 ° C. for 3 minutes, and then the total light shielding region, the total transmission region, and the light transmittance at a wavelength of 300 to 500 nm were shown in FIGS. Exposure was performed at a dose of 200 mJ / cm 2 through photomasks A to D having light shielding regions. In addition, in the exposure process, it implemented in nitrogen atmosphere so that superposition | polymerization inhibition by the oxygen in air | atmosphere might not arise.

さらに、液晶位相差層の安定化のため、200℃で30分の加熱工程を経て、液晶位相差層(A)および(B)を形成した。膜厚はそれぞれ1.0μmおよび0.5μmであった。   Furthermore, in order to stabilize the liquid crystal retardation layer, a liquid crystal retardation layer (A) and (B) was formed through a heating process at 200 ° C. for 30 minutes. The film thicknesses were 1.0 μm and 0.5 μm, respectively.

上記に示した作製例に従い形成した液晶組成物(A)および(B)からなる位相差層の膜厚と厚み方向の位相差値の測定結果を表1に示す。なお、位相差の測定においては、位相差測定装置(王子計測機器社製、KOBRA−WR)を用いた。   Table 1 shows the measurement results of the thickness and retardation value in the thickness direction of the retardation layer formed of the liquid crystal compositions (A) and (B) formed according to the above-described production examples. In the measurement of the phase difference, a phase difference measuring device (manufactured by Oji Scientific Instruments, KOBRA-WR) was used.

Figure 2009244546
Figure 2009244546

<カラーフィルタの作製>
ガラス基板上にブラックマトリックスを形成し、次いで、フォトリソ法によって、上記ブラックマトリックスの間隙に赤、緑および青色着色組成物を形成し、着色画素(R)、着色画素(G)および着色画素(B)をそれぞれ形成した。
<Production of color filter>
A black matrix is formed on a glass substrate, and then a red, green and blue coloring composition is formed in the gaps of the black matrix by photolithography, and the colored pixels (R), colored pixels (G) and colored pixels (B ) Were formed.

上記カラーフィルタの着色画素層の厚み方向の位相差値の測定結果を表2に示す。   Table 2 shows the measurement result of the retardation value in the thickness direction of the colored pixel layer of the color filter.

Figure 2009244546
Figure 2009244546

<位相差制御されたカラーフィルタの作製>
上記において作製したカラーフィルタ上に、エポキシ化合物を主としてなる熱硬化型樹脂組成物を塗布し、乾燥後、230℃1時間の熱工程を経て、膜厚1.2μmの透明平坦層を形成した。
<Production of phase-controlled color filter>
On the color filter produced above, a thermosetting resin composition mainly composed of an epoxy compound was applied, dried, and then subjected to a heat process at 230 ° C. for 1 hour to form a transparent flat layer having a thickness of 1.2 μm.

その後、スピンコートによりガラス基板上に塗布した。90℃で3分加熱し、次いで、超高圧水銀灯を光源とした紫外線照射装置により、全透過領域、全遮光領域および半遮光領域を有するフォトマスクA〜Dのいずれかを介し、カラーフィルタ基板の各着色画素領域と、フォトマスクの各領域とがそれぞれが対応するよう位置合わせを行い、200mJ/cm2の照射量にて露光を行った。なお、露光工程においては、大気中の酸素による重合阻害が生じないよう、窒素雰囲気下にて実施した。   Then, it apply | coated on the glass substrate by spin coat. Heating at 90 ° C. for 3 minutes, and then using an ultraviolet irradiation device using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source, through any of photomasks A to D having a full transmission region, a total light shielding region, and a semi-light shielding region, Positioning was performed so that each colored pixel region and each region of the photomask correspond to each other, and exposure was performed at an irradiation amount of 200 mJ / cm 2. The exposure process was performed under a nitrogen atmosphere so that polymerization inhibition by oxygen in the atmosphere did not occur.

さらに、液晶位相差層の安定化のため、200℃で30分の加熱工程を経て、液晶位相差層(A)および(B)を形成した。膜厚はそれぞれ1.0μmおよび0.5μmであった。   Furthermore, in order to stabilize the liquid crystal retardation layer, a liquid crystal retardation layer (A) and (B) was formed through a heating process at 200 ° C. for 30 minutes. The film thicknesses were 1.0 μm and 0.5 μm, respectively.

上記に示した作製例に従い形成したカラーフィルタの着色画素部分における厚み方向の位相差値の測定結果を表3、4に示す。   Tables 3 and 4 show the measurement results of the retardation value in the thickness direction in the colored pixel portion of the color filter formed in accordance with the manufacturing example shown above.

Figure 2009244546
Figure 2009244546

Figure 2009244546
Figure 2009244546

<比較例>
上記実施例における着色剤を用い、液晶位相差層を具備しないカラーフィルタを作製した。結果を表5及び表6に示す。
<Comparative example>
The color filter which does not comprise a liquid crystal phase difference layer was produced using the colorant in the said Example. The results are shown in Tables 5 and 6.

Figure 2009244546
Figure 2009244546

Figure 2009244546
Figure 2009244546

上記のようにして得られた実施例および比較例のカラーフィルタについて、偏向軸が並行および直交するように偏向膜により狭示させ、背面に3波長管バックライト(Tc=6,000K)を設置して、輝度計(トプコン社製、BM−5A)を用いて、正面方向および斜め45°方向から色度測定を行った。結果を図7及び図8に示した。   The color filters of the examples and comparative examples obtained as described above are narrowed by a deflection film so that the deflection axes are parallel and orthogonal, and a three-wavelength tube backlight (Tc = 6,000 K) is installed on the back surface. Then, using a luminance meter (Topcon, BM-5A), chromaticity was measured from the front direction and an oblique 45 ° direction. The results are shown in FIGS.

上記の結果から、正面方向からの外観、色度については大きな変化は見られなかったが、斜め45°方向については、比較例において赤紫ないし赤黒色を呈していたものが、実施例に基づいた位相差制御効果により無彩色なグレーとなることが確認された。   From the above results, no major changes were observed in the appearance and chromaticity from the front direction, but in the oblique 45 ° direction, those that exhibited reddish purple or red black in the comparative example were based on the examples. It was confirmed that a neutral gray color was obtained by the phase difference control effect.

本発明の一実施の形態に係る位相差制御層を備えたカラーフィルタを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the color filter provided with the phase difference control layer which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示す位相差制御層を備えたカラーフィルタの製造工程を説明する為の工程図である。It is process drawing for demonstrating the manufacturing process of the color filter provided with the phase difference control layer shown in FIG. フォトマスクAの半遮光領域における、波長と光透過率の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the wavelength and the light transmittance in the semi-light-shielding area | region of the photomask A. フォトマスクBの半遮光領域における、波長と光透過率の関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between wavelength and light transmittance in a semi-shielding region of a photomask B. フォトマスクCの半遮光領域における、波長と光透過率の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the wavelength and the light transmittance in the semi-light-shielding area | region of the photomask C. フォトマスクDの半遮光領域における、波長と光透過率の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the wavelength and the light transmittance in the semi-light-shielding area | region of the photomask D. 本発明の実施例、比較例にて作製したカラーフィルタの測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the color filter produced in the Example and comparative example of this invention. 本発明の実施例、比較例にて作製したカラーフィルタの測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the color filter produced in the Example and comparative example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・カラーフィルタ基板
2・・・透明基板
3・・・ブラックマトリックス
4・・・着色画素層
5・・・液晶位相差層
6・・・フォトマスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color filter substrate 2 ... Transparent substrate 3 ... Black matrix 4 ... Colored pixel layer 5 ... Liquid crystal phase difference layer 6 ... Photomask

Claims (3)

透明基板上に着色画素層、該着色画素層の下部または上部に液晶化合物を含む位相差制御層を備えたカラーフィルタ基板において、前記位相差制御層が、全遮光領域と全透過領域、および光透過率が波長300〜340nmにおいて0〜40%、340〜370nmにおいて5〜80%、370〜500nmにおいて20〜100%となる半遮光領域とを有するフォトマスクを介して、紫外線を前記着色画素の下部または上部に塗布された紫外線硬化型液晶化合物に対し照射し、前記着色画素層の着色色ごとに配向の程度が異なる液晶化合物を含むようにしたことを特徴とするカラーフィルタ基板。   In a color filter substrate comprising a colored pixel layer on a transparent substrate and a retardation control layer containing a liquid crystal compound below or above the colored pixel layer, the retardation control layer comprises a total light shielding region, a total transmission region, and light. Through a photomask having a semi-light-shielding region having a transmittance of 0 to 40% at wavelengths of 300 to 340 nm, 5 to 80% at 340 to 370 nm, and 20 to 100% at 370 to 500 nm, ultraviolet rays are transmitted to the colored pixels. A color filter substrate characterized in that the ultraviolet curable liquid crystal compound applied to the lower part or the upper part is irradiated with a liquid crystal compound having a different degree of orientation for each color of the colored pixel layer. 上記紫外線硬化型液晶化合物は、少なくともサーモトロピック性を示し、かつ重合および/または架橋可能な官能基を有した液晶化合物、光および/または熱重合開始剤を含むことを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ基板。   2. The ultraviolet curable liquid crystal compound includes a liquid crystal compound exhibiting at least a thermotropic property and having a functional group capable of being polymerized and / or cross-linked, and an optical and / or thermal polymerization initiator. Color filter substrate. 請求項1または請求項2に記載のカラーフィルタ基板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display device using the color filter substrate according to claim 1.
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